换热器壳管、换热器及空调器的制作方法

本发明涉及空气调节设备技术领域，具体而言，涉及一种换热器壳管、换热器及空调器。

背景技术：

冷凝器作为空调机组(例如，制冷机组)的四大部件之一，其作用是在制冷循环中将压缩机排出的高温高压气态制冷剂冷凝成高压中温液态制冷剂。在机组实际运行中，压缩机排出的高温高压的气液混合态制冷剂通常会夹带部分压缩机冷冻油进入冷凝器。这部分冷冻油如果积存在冷凝器或随流体进入蒸发器内积存，不仅降低冷凝器和蒸发器的换热能力，还会致使压缩机因缺少冷冻油润滑而损坏，最终导致机组无法持续安全运行。

目前机组为了解决冷冻油分离的问题，保证系统持续安全运行，采用外置立式油分离器对压缩机排出的流体进行油气分离，分离后的气态制冷剂进入冷凝器，冷冻油利用压差效应返回压缩机，这样可避免冷冻油进入冷凝器。为了保持较高的油气分离效率，外置立式油分离器通常占用较大的空间体积，这造成系统连接管路较多，不仅影响外观，还增加系统其他部件布置难度。

技术实现要素：

本发明实施例中提供一种换热器壳管、换热器及空调器，以解决现有技术中外置油分设备占用空间较多、成本相对较高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种换热器壳管，其包括筒体和油分离部，筒体具有换热腔，油分离部设置在筒体的换热腔中，油分离部包括：油分离壳体，油分离壳体具有分离腔，油分离壳体的顶端设置有供气体流出的开口，开口连通分离腔和换热腔；进气管，进气管穿过筒体并伸入分离腔内；油分离组件，油分离组件设置在分离腔内。

可选地，油分离组件包括设置在分离腔的底部的均气结构，均气结构包括均气腔、和设置在均气结构底部的均气孔，均气腔通过均气孔与分离腔连通，进气管伸入均气腔内。

可选地，均气结构包括：第一挡气板，第一挡气板上设置有第一安装通孔，进气管通过第一安装通孔穿过第一挡气板；第二挡气板，第二挡气板为两个，其中一个第二挡气板连接在第一挡气板的第一端，另一个第二挡气板连接在第一挡气板的第二端；均气板，均气板连接在第二挡气板的远离第一挡气板的一端，均气孔设置在均气板上，第一挡气板、第二挡气板和均气板围成均气腔。

可选地，第二挡气板与油分离壳体之间具有通气间隙。

可选地，均气板的横截面形状为波纹形。

可选地，油分离组件还包括折流挡板，折流挡板连接在油分离壳体上，且位于均气结构上方，折流挡板与进气管之间具有供气体通过的间隙。

可选地，折流挡板为两个且位于进气管的两侧。

可选地，折流挡板的横截面形状为波纹形。

可选地，油分离组件还包括第一固定板，第一固定板设置在油分离壳体内，且第一固定板上设置有多个供气体通过的气体通孔，进气管穿过第一固定板；和/或，油分离组件还包括第二固定板，第二固定板设置在油分离壳体内，且第二固定板上设置有多个供气体通过的气体通孔。

可选地，油分离组件还包括气液过滤网，气液过滤网设置在第一固定板上方。

可选地，油分离壳体包括侧板和底板，侧板为两个，且相互间隔设置，开口设置在侧板上，底板连接在两个侧板之间。

可选地，底板的横截面形状为弧形。

可选地，进气管的出口处设置有喷淋板，喷淋板上设置有多个喷淋孔。

根据本发明的另一方面，提供一种换热器，其包括上述的换热器壳管。

根据本发明的另一方面，提供一种空调器，其包括上述的换热器。

本发明将换热器壳管、换热器及空调器，，可将油分离功能集成在换热器壳管的内部，从而能够有效解决采用外置油分离器导致机组占用空间较大的问题，在保证机组运行的可靠性同时，使机组结构紧凑，减低生产成本。利用进气管伸入分离腔内，开口设置在油分离壳体的顶端，使得流体必须进入分离腔内再向上运动从开口流出。在运动过程中经过油分离组件的充分处理，确保处理效果。

附图说明

图1是本发明实施例的换热器壳管的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的换热器壳管的剖视结构示意图；

图3是本发明实施例的第一种换热器壳管的a-a向剖视结构示意图；

图4是本发明实施例的第二种换热器壳管的a-a向剖视结构示意图；

图5是本发明实施例的换热器壳管的第一固定板的结构示意图；

图6是本发明实施例的换热器壳管的均气板的结构示意图；

图7是本发明实施例的换热器壳管的第一挡气板的结构示意图；

图8是本发明实施例的换热器壳管的第一挡气板的侧视结构示意图；

图9是本发明实施例的换热器壳管的第一封堵板的结构示意图；

图10是本发明实施例的换热器壳管的第二封堵板的结构示意图；

图11是本发明实施例的换热器壳管的侧板的结构示意图；

图12是本发明实施例的换热器壳管的底板的结构示意图；

图13是本发明实施例的换热器壳管的底板的侧视结构示意图；

图14是本发明实施例的换热器壳管的折流挡板的结构示意图；

图15是本发明实施例的换热器壳管的第一种进气管的结构示意图；

图16是本发明实施例的换热器壳管的第一种进气管的俯视结构示意图；

图17是本发明实施例的换热器壳管的第二种进气管的结构示意图；

图18是本发明实施例的换热器壳管的第二种进气管的俯视结构示意图；

图19是本发明实施例的换热器壳管的第三种进气管的结构示意图；

图20是本发明实施例的换热器壳管的第三种进气管的俯视结构示意图；

图21是本发明实施例的换热器壳管的第一种喷淋板的结构示意图；

图22是本发明实施例的换热器壳管的第二种喷淋板的结构示意图；

图23是本发明实施例的换热器壳管的第三种喷淋板的结构示意图；

图24是本发明实施例的换热器壳管的第一种均气板的结构示意图；

图25是本发明实施例的换热器壳管的第二种均气板的结构示意图；

图26是本发明实施例的换热器壳管的第三种均气板的结构示意图；

图27是本发明实施例的换热器壳管的第四种均气板的结构示意图。

附图标记说明：

1、筒体；2、进气管；21、喷淋板；31、第一挡气板；311、第一安装通孔；32、第二挡气板；33、均气板；331、均气开口；332、均气孔；34、折流挡板；341、折流通气孔；35、第一固定板；351、气体通孔；36、第二固定板；37、气液过滤网；41、侧板；411、开口；42、底板；43、第二封堵板；44、第一封堵板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种换热器壳管，特别是一种内部集成有油分离器的换热器壳管。换热器可以是冷凝器，也可以是蒸发器，本实施例中以换热器壳管为冷凝器壳管为例进行说明。

换热器壳管包括筒体1和油分离部，筒体1具有换热腔，油分离部设置在筒体1的换热腔中，油分离部包括油分离壳体、进气管2和油分离组件。其中，油分离壳体具有分离腔，油分离壳体的顶端设置有供气体流出的开口411，开口411连通分离腔和换热腔。进气管2穿过筒体1并伸入分离腔内。油分离组件设置在分离腔内。

由于采用了上述技术方案，本发明可将油分离功能集成在换热器壳管的内部，从而能够有效解决采用外置油分离器导致机组占用空间较大的问题，在保证机组运行的可靠性同时，使机组结构紧凑，减低生产成本。利用进气管2伸入分离腔内，开口411设置在油分离壳体的顶端，使得流体必须进入分离腔内再向上运动从开口411流出。在运动过程中经过油分离组件的充分处理，确保处理效果。

本发明的换热器壳管，通过深入研究油分离器结构和原理，对油分内部流体分析之后，合理利用卧式壳管式换热器内部空余空间，在换热器壳管中内置油分离部，在保证换热和油分离效果的情况下，减少了整机所占空间体积，使得整机外形简单且更显一体化，结构较单独油分离器更简单，效果可靠。

如图1和图2所示，为了保证冷冻油滤除效果，油分离组件包括均气结构、折流挡板34、第一固定板35、气液过滤网37和第二固定板36等。

可选地，如图11-13所示，油分离壳体包括侧板41和底板42，侧板41为两个，且相互间隔设置，开口411设置在侧板41上，底板42连接在两个侧板41之间。侧板41与底板42围成分离腔。侧板41和底板42的长度可以与筒体1的长度相同，这样仅设置侧板41和底板42就可以将分离腔与筒体1的换热腔分离，使两者仅通过位于侧板41上的开口411连通。

如图11所示，侧板41为长条形，侧板41的顶部设置有开口411，这样当侧板41装入筒体1之后，气体可以从开口411处流出，进入筒体1内。

在本实施例中，油分离壳体的横截面形状为u型。采用“u”字型外形，零件加工安装简便，有利于流体均匀流动，降低吸气带液风险。具体地，如图12和13所示，底板42为弧形，例如，为圆弧型。当然，在其他实施例中，油分离壳体的横截面形状可以其他形状，例如圆形、梯形等。

可选地，油分离壳体还包括第一封堵板44和第二封堵板43。第一封堵板44连接在侧板41和底板42的长度方向的第一端，第二封堵板43连接在侧板41和底板42的长度方向的第二端。

如图3和图4所示，进气管2穿过筒体1伸入油分离壳体的分离腔内，且进气管2的出气口较靠近油分离壳体的底部，这样从进气管2进入的气流从油分离壳体的底部逐渐向上运动，经过油分离组件的处理，实现气液分离之后从侧板41的开口411排出，能够保证较好的处理效果。

如图15-图23所示，进气管2可以是直管式、缩口式或扩口式。如图15和16所示，直管式的进气管2的横截面积不变，这种进气管2结构简单，便于加工和安装。缩口式进气管2是指在出气口处，进气管2的横截面积逐渐减小，这种进气管2气流出口流速较高。扩口式的进气管2是指在出气口处，进气管2的横截面积逐渐增大，这种进气管2的出气口面积较大，出气面更大，有利于气体均匀出气。

可选地，在进气管2的出气口处设置有喷淋板21，喷淋板21上设置有多个喷淋孔，以便更好地均化出气。喷淋板21上的喷淋孔为多个，喷淋孔可以为正方形排列方式、三角形排列方式或圆形排列方式。其中，不同的开孔排列方式，可以决定其喷淋速度和方向，从而影响其分离效果，其中以三角形排列最好，三角形排列更均匀，且可分布孔数最多。

均气结构设置在分离腔的底部，均气结构包括均气腔、和设置在均气结构底部的均气孔332，均气腔通过均气孔332与分离腔连通，进气管2伸入均气腔内。均气结构用于对从进气管2流入的气流进行均匀化，以保证后续的气液分离效果。

可选地，均气结构包括第一挡气板31、第二挡气板32和均气板33。

如图7和8所示，第一挡气板31上设置有第一安装通孔311，进气管2通过第一安装通孔311穿过第一挡气板31。第一挡气板31可以为弧形板，也可以为平板型或其他形状。

第二挡气板32为两个，其中一个第二挡气板32连接在第一挡气板31的第一端，另一个第二挡气板32连接在第一挡气板31的第二端。需要说明的是，第二挡气板32可以与第一挡气板31一体成型，例如折弯成型、注塑成型等；其也可以与第一挡气板31单独加工再通过机加工方式连接成型，如焊接等。

均气板33连接在第二挡气板32的远离第一挡气板31的一端，均气孔332设置在均气板33上，第一挡气板31、第二挡气板32和均气板33围成均气腔。

在本实施例中，第二挡气板32与油分离壳体之间具有通气间隙，以供从均气腔流出的气流能够继续向上移动。

如图6所示，均气板33的相对的两个边沿上开设有均气孔331，进气开口可以是气流更加好的通过，可以降低流动阻力。均气板33一方面能够均匀气流，从而确保处理效果，另一方面能够除去一部分液滴，实现气液分离效果。

可选地，如图4、24-27所示，均气板33的横截面形状为波纹形。波纹形的均气板33有利于附着在其上的液滴汇聚并下落。如图24所示，均气板33可以是波浪形波纹板，即均气板33的横截面由多个圆弧段依次连接组成类似正弦波的图形。如图25所示，均气板33可以是拱形波纹板，即均气板33的横截面由多个朝下开口的圆弧组成，且相邻两个圆弧之间通过直线段连接。如图26所示，均气板33可以是齿形波纹板，即均气板33的横截面由多个梯形段组成，且相邻两个梯形段之间通过直线段连接。如图27所示，均气板33可以是倒拱形波纹板，即均气板33的横基面有多个朝上开口的圆弧组成，且相邻两个圆弧之间通过直线段连接。

如图3和图4所示，可选地，油分离组件还包括折流挡板34，折流挡板34连接在油分离壳体上，且位于均气结构上方，折流挡板34与进气管2之间具有供气体通过的间隙。如图14所示，折流挡板34用于使气流换向，防止气流爬壁(沿着油分离壳体的内壁聚集和向上移动)，使气体流动行程更长，从而保证气液分离效果。折流挡板34上可以设置折流通气孔341，使一部分气流从折流通气孔341中通过，另一部分气流从折流挡板34与进气管2之间的间隙通过。

可选地，折流挡板34为两个且位于进气管2的两侧，这样能够使得气流更加均匀。

可选地，折流挡板34的横截面形状为波纹形，这样能够增加与气流的接触面积，提升处理效果。折流挡板34的波纹形可以与均气板33的波纹形相同，也可以不同的。

可选地，油分离组件还包括第一固定板35，第一固定板35设置在油分离壳体内，且第一固定板35上设置有多个供气体通过的气体通孔351，进气管2穿过第一固定板35。第一固定板35可以是平板、弧形板或波纹板，其为波纹板时可以是与均气板33相同的波纹板，也可以是不同的波纹板。

在本实施例中，油分离组件还包括气液过滤网37，气液过滤网37设置在第一固定板35上方。气液过滤网37用于过滤油液。

可选地，油分离组件还包括第二固定板36，第二固定板36设置在油分离壳体内，且第二固定板36上设置有多个供气体通过的气体通孔。气液过滤网37位于第一固定板35和第二固定板36之间。

本实施例的换热器壳管采用新型的内置油分离器结构，在保证油气分离效果不变的情况下，简化油分离器结构。

油分离部内置于换热器。以冷凝器为例，其中内置油分离部，合理利用卧式壳管式冷凝器内部空余空间，减少了整机所占空间体积，使得整机外形简单且更显一体化，结构较单独油分离器更简单，效果可靠。

油分离部的油分离壳体采用“u”字型外形，u型结构的底板42、以及两个侧板41，容易加工，侧板41之间、侧板41与底板42之间的焊接更容易。流体流经底部时，沿u型底板42壁面向上流动，流动过程中没有大的损耗，减小了流体压降的降低，增大了内置油分的分离面积，增加了装置的分离能力。

进气管2、均气板33等内部件采用新结构和布置方式，安装进气管2的开孔位于油分离部的中心位置，进气管2直接插入内部，在进气管2正下方布置均气板33，均气板33上方和左右两边布置挡气板(第一挡气板和第二挡气板)，以阻碍流体直接向上回流，流体必须经均气板33，从均气板33两侧均气开口331处沿油分离壳体的壁面向上流动，在流体流动方向上方设置折流挡板34，使流体可以均匀到达进行气液分离的第一固定板35、第二固定板36和气液过滤网37，经气液分离到达油分离部的顶部，然后经侧板41上侧开口处流回换热器壳管内部。

均气板33和折流挡板34可以采用折弯结构。均气板33和中间布置的开小孔的折流挡板34可以采用折弯形式的钢板开孔。通过折弯，增大了流体与折流挡板34、均气板33的接触面积，更便于液珠附着到表面，且折弯后钢板面都为斜向下的，有利于折流挡板34截留下来的液珠在重力作用下迅速下滑，滴落至容器底，相较平板时需凝聚的液滴达到一定程度才滴落，更快速。

根据本发明的另一方面，提供一种换热器，其包括上述的换热器壳管。换热器中内置油分离结构，油分离壳体采用“u”字型外形，有利于加工安装，使得内部空间增大，有利于油气的分离；进气管形式和位置的独特性，有利于流体的均匀分布。内部均气板，折流挡板等新形式的应用和布置，更有利于油气的分离。

如图3所示，该换热器的工作过程为：流体从进气管2进入，并从进气管2的喷淋板21处喷淋到达均气板33，通过均气板33上的均气孔332，流到油分离壳体的底部并通过均气板33上的均气开口331，从第二挡气板32与油分离壳体之间的间隙向上运动，经过折流挡板34、第一固定板35、气液过滤网37和第二固定板36，流体中的油滴在流动过程中与气体分离，气体通过侧板41上的开口411流出。

根据本发明的另一方面，提供一种空调器，其包括上述的换热器。

具有上述换热器的空调器，可以更有效地简化原独立油分离器的复杂性，进一步实现整机结构的一体化。采用“u”字型结构，减小了流体压降的降低，增大了内置油分离部的分离面积，增加了分离能力；采用新的进气管2、均气板33、折流挡板34和气液过滤网37等结构，更有利于流体流动过程中的均匀分布，有利于油气分离，且使得机组结构更紧凑，加工安装更简便；均气板33和折流挡板34折弯结构，增大了与流体接触面积，倾斜的板面也有利于液滴自主流下，减少了再次被气体带入更高处的机率，确保能够达到很好的分离效果。解决了现有技术中外置油分离器体积大，装配复杂，零件众多，回油效果不理想，占用空间大的问题。

本实施例的换热器壳管、换热器及空调器具有以下有益效果：

减少了整机所占空间体积，减少管路复杂程度，简化了整机管道连接的复杂性，机组集成化程度提高。

取消了原独立油分离器的结构，减小了整机所占空间。

采用“u”字型外形，零件加工安装简便，有利于流体均匀流动，降低吸气带液风险。

进气管安装于内置油分离器中间部位，直接伸入装置内部，便于流体的均匀分布。

内部均气板、折流挡板，挡气板等采用新形式布置，有利于油气的分离。

均气板、折流挡板采用折弯结构，增大了与流体的接触面积，倾斜的板面有利于液滴的滑落并提高了机组外观的观赏性。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。